Инженерная геодезия и геоинформатика / СЖД / 1 курс / ОО / Иванова ...

10.1 Построение продольного профиля

10.2 Построение поперечного профиля

10. 3 Оформление продольного и поперечного профиля

10.1 Построение продольного профиля

Для проектирования и строительства линейных сооружений составляют продольный профиль трассы по материалам пикетажного журнала и журнала геометрического нивелирования трассы.

В пикетажном журнале направление оси трассы изображено в виде прямой линии, на которой нанесены все закрепленные на местности пикетные точки, углы поворота трассы, поперечные профили, привязка трассы к пунктам высотной основы (Рп начальный, Рп конечный) рис1, результаты плановой съемки полосы местности вдоль трассы с указанием сделанных при съемке промеров, направления участков трассы (румбы). Запись в журнале ведется снизу вверх, углы поворота трассы обозначают стрелками, направленными вправо и влево от осевой линии, в зависимости от того в какую сторону поворачивает трасса. Прямые участки трассы в местах поворота сопрягаются круговой кривой, т. е. дугами окружностей определенного радиуса. В пикетажном журнале помещают расчеты, необходимые для разбивки главных точек круговой кривой. По пикетажному значению вершины угла поворота, по расстоянию от вершины угла поворота до начала кривой или до конца кривой (тангенсу-Т), по длине круговой кривой (кривая-К), по разности между удвоенным тангенсом и длиной круговой кривой (домеру-Д), по расстоянию от вершины угла до середины кривой (биссектрисе - Б) определяют плановое положение трех ее главных точек: начала (НК), конца (КК) и середины (СК), рис.2

Рис.1 - Пример пикетажной книжки

Рис. 2. Элементы и главные точки круговой кривой

В тех случаях, когда расчеты показывают, что какой либо пикет оказывается на участке между началом и концом кривой вычисляют прямоугольные координаты, для выноса его на кривую:

                                        Х_пк = R sinφ;              У_пк = R (1 – cosφ),

φ  = ( λ ρ°)/ R

где  R - радиус кривой, φ – центральный  угол  для дуги окружности,

λ – расстояние от начала кривой (НК) до пикета или от пикета до конца кривой (КК),     ρ° - количество градусов в одном радиане (ρ° =57,3°)

Пример: ПК1 находится на линии тангенса, R=100м, НК =ПК  0 + 72,33м КК  =  ПК 1 + 48,69м

λ = ПК 1 – (100 + 72,33) =27,67 м.

φ = ( λ ρ°)/ R = (27,67х 57,3°)/100=15,8°

Х_пк = R sinφ 100х sin 15,8°=27,23м

У_пк = R (1 – cosφ) =100(1-cos15,8°)=3,8м

Рулеткой от НКК в сторону ПК1 по тангенсу отмеряют X = 27,67 м и по перпендикуляру откладывают ординату Y = 3,80 м.

Уменьшенное изображение вертикального разреза земной поверхности по данному направлению называется профилем местности.

Продольный профиль вычерчивают на миллиметровой бумаге в масштабах: горизонтальный 1:5000, вертикальный 1:200.

Построение профиля начинают с вычерчивания сетки профиля

Заполнение граф сетки.

Графа «Расстояния»

В горизонтальном масштабе профиля вертикальными линиями отметить положение пикетов и подписать их номера.

Графа «Прямые и кривые в плане, километры».

Посередине графы провести прямую линию, представляющую собой ось трассы. По данным пикетажного журнала нанести точки начала и конца кривой в соответствии с их пикетажными значениями. Кривую вычертить в виде дуги, под дугой выписать элементы круговой кривой (угол поворота трассы, радиус, тангенс, длину круговой кривой, домер и биссектрису).     Ситуацию нанести условными знаками.

На прямых участках трассы, над осью, подписать их длину, под осью – направление. Длину прямолинейного участка вычислить как расстояния от начала трассы до начала кривой или от конца трассы до конца кривой.

Направление трассы записывается в виде румбов до поворота трассы и после нее. По румбу начального направления трассы и углу поворота вычислить румб следующего направления участка трассы после поворота. Для этого румб начального направления перевести в дирекционный угол (α₁), прибавить величину угла поворота трассы (θ).

   α₂ = α₁ + θ

где α₂ дирекционный угол участка трассы после поворота, α₁ дирекционный угол начального направления, θ - величина угла поворота трассы.

Полученное значение дирекционного угла перевести снова в румб.

Графа «Отметка земли».

Из журнала нивелирования выписать отметки пикетов, округлив их до сантиметров. По этим отметкам построить продольный профиль трассы.  Для этого вначале определяют отметку условного горизонта и принимают ее кратной 5 либо10м. Исходя из отметок земли и условия, что точка профиля с наименьшей отметкой должна отстоять от этой линии на расстоянии в пределах от 4 до 8 сантиметров. От линии условного горизонта восстановить перпендикуляры, которые должны проходить через пикеты и в вертикальном масштабе отложить разность между отметкой этой линии и отметками соответствующих пикетных точек. Полученные на перпендикулярах точки соединить прямыми линиями, в результате получится продольный профиль трассы.

Нанесение на профиль проектной линии.

Строительство линейного сооружения связано с изменением поверхности трассы, которое на профиле отражается проектной линией.

Проектная линия может быть проведена с одним или с несколькими уклонами или быть горизонтальной.

Студенты самостоятельно проводят проектную линию на профиле, при этом соблюдая условия

-  проектную линию провести с двумя уклонами;

- проектная линия не должна быть горизонтальной; 

- объем земляных работ должен быть минимальным.

Отметки начальной Нн и конечной Нк точек проектной линии определить графически с профиля, с точностью до 0,1м с учетом вертикального масштаба и отметки условного горизонта. Полученные данные записать в графу проектные отметки оси.

Графа «Уклон».

По проектным отметкам начального и конечного пикетам рассчитать уклон проектной линии. В графе «Уклон», диагональю показать его направление. Значение уклона вычислить по формуле 

i = (Нк – Нн)/ d = h/d

где Нк и Нн –отметки начальной и конечной точек проектной линии,                         d – горизонтальное расстояние между ними.

Полученное значение уклона округлить до трех знаков после запятой и в тысячных долях (проммилях) подписывают над диагональю, под ней подписывают горизонтальное проложение линии указного уклона.

Графа «Отметка оси».

Проектные отметки (H_пр) точек продольного профиля вычисляют нарастающим итогом по формуле

Н_i+1 = Н_i + i × d.

где –Н_i+1 отметка последующей точки, Н_i - отметки предыдущей точки,

 i- уклон проектной линии, d – горизонтальное проложение между пикетами.

Результаты вычислений, округленные до 1 см вносят в графу «Отметка оси».

При правильном вычислении проектная отметка конечной точки, должна быть равна вычисленной ранее уточненной проектной отметке последнего пикета.

Рабочие отметки

Определить рабочие отметки как разность проектных и фактических  отметок земли. Разность между этими отметками в одной и той же точке называется рабочей отметкой. Рабочие отметки вычисляют по формуле

r = Нпр – Н_Ф

где Нпр. - отметка оси, Н_Ф - отметка земли.

Если отметка положительная (насыпь), то ее подписывают над проектной линией, отрицательная (выемка) - под ней.

Определение положения точек нулевых работ и их отметок.

Точки пересечения проектной линии с линией профиля называются точками нулевых работ. Изменение знака рабочих отметок между соседними пикетами на профиле говорит о наличии между ними точки нулевых работ. Положение точек нулевых работ определяется путем вычисления расстояний от ближайших пикетов до этих точек. Расстояния до точек нулевых работ вычисляют по формулам:

где Х и Y - расстояние от ближайших пикетов до точки нулевых работ, r₁ и r₂ -рабочие отметки (без учета знака) на этих пикетах, d –горизонтальное проложение между пикетами.

Сумма расстояний Х и Y должна составить общее расстояние d, равное 100 м.

Полученные значения расстояний Х и Y подписать над линией условного горизонта, с округлением до 1 сантиметра.

Отметки точек нулевых работ (Н_н.р). вычислить по формуле

Н_н.р. = Н_пр + i × Х

где Н_пр - проектная отметка, i – уклон проектной линии, Х -расстояние от пикета до точки нулевых работ

Вычисленные значения отметок точек нулевых работ подписать вдоль перпендикуляра, опущенного из этой точки на линию условного горизонта.

10.2 Построение поперечного профиля

Вычертить сетку, состоящую из четырех граф, размеры и названия граф сетки показаны на рис.3

Заполнить графы сетки поперечного профиля

Графа «Расстояния»

Вертикальной линией отметить положение оси трассы, от нее влево и вправо в принятом масштабе, отложить расстояния до характерных точек поперечных профилей (ПК2 _л8, ПК2 _л22, ПК2 _пр10, ПК2 _пр25,).

Графа «Отметка земли».

Из журнала нивелирования выписать отметки промежуточных точек, округлив их до сантиметра и записать их в графу «Отметка земли». От линии условного горизонта вверх построить точки поперечного профиля аналогично построения точек продольного профиля.

Отметку условного горизонта принять такой же, как на продольном профиле.

 

Графа «Отметка оси».

Из продольного профиля выписать проектную отметку на ПК2.

Проектную линию на профиле провести горизонтальной, рабочие отметки

вычислить и подписать аналогично, что и на продольном профиле.

Графа «Уклон»

В графе «Уклон» провести горизонтальную линию, над ней записать величину уклона в промилле, под ней горизонтальные проложения между точками поперечного профиля в метрах.

Рис. 3 Поперечные профили

10. 3 Оформление продольного и поперечного профиля

1. Продольный и поперечные профили вначале выполняются на миллиметровой бумаге в карандаше и сдаются преподавателю на промежуточное рецензирование. После этого все построения и надписи выполняются тушью. Толщина линий не более 0,3 мм, высота букв 3 мм, прописных 3,5 мм. При написании масштабов, высота цифр 4 мм, во всех остальных случаях 3 мм.

2. Красной тушью показывают проектную линию, рабочие отметки, проектные отметки, уклоны. В графе «Элементы плана» - ось трассы и сопровождающие ее цифры.

3. Синей тушью показывают перпендикуляры, опущенные из точек нулевых работ до линии условного горизонта, отметки точек нулевых работ и расстояния от перпендикуляров до ближайших пикетов

4. Все остальные линии, надписи, и цифры выполняют черным цветом.

5. Насыпи окрасить желтым цветом, выемки – красным.

6. В правом нижнем углу листа размещают штамп, с выходными данными (рис.4 )

Рис.4 штамп с выходными данными